Comment générer de l'électricité à partir de la chaussure en marchant

Dans cet article, nous allons apprendre à produire de l'électricité à partir de nos chaussures en marchant. Cette électricité peut être utilisée simultanément pour charger une batterie de téléphone portable.

Dans quelques-uns de mes articles précédents, nous avons appris comment des machines simples peuvent être utilisées efficacement pour extraire de l'électricité gratuite, vous pouvez en apprendre plus à ce sujet à travers les articles suivants:

Électricité à partir d'un pendule

Électricité par gravité

Énergie gratuite du poids corporel

Nos pieds sont un excellent exemple de machine simple qui peut être comparée à un levier. Chaque fois que nous nous déplaçons pour faire un pas en avant, nous soulevons sans effort tout notre corps sur nos orteils et le restaurons ensuite au sol, nous continuons à le faire tant que nous marchons, sans aucun problème.

Cela devient possible grâce à la conception extrêmement efficace de notre mécanisme d'os de la cheville qui est capable de mettre en œuvre le travail si efficacement que nous comprenons à peine la quantité de travail que nous sommes en mesure d'effectuer autant de fois au cours de la journée.

Même si une action de marche peut nous paraître trop facile, nos pieds font en fait un travail important en soulevant environ 60 kg (en moyenne) du sol puis en le ramenant au sol, ce qui constitue une force ascendante et descendante qui peut être égal à l'équivalent gravitationnel de 60 kg.

Dans notre action de marche, nos pieds sont capables de soulever notre corps très efficacement grâce au mécanisme de levier de l'articulation de la cheville, et tout en libérant le poids du corps, la gravité devient responsable de la restauration de la masse au sol.

Dans les deux cas, des quantités massives de forces sont échangées, et nous sommes actuellement intéressés à exploiter cette force pour générer de l'électricité gratuite tout en marchant.

Le concept n'est en fait pas nouveau, les gens l'ont déjà essayé mais en utilisant un matériau piézoélectrique dans les chaussures.

Utilisation de l'élément piézo en option

Le matériau piézoélectrique convertit la pression en électricité, mais l'ampleur de l'électricité générée avec un concept piézo est si insignifiante qu'elle semble tout simplement inutile.

Lorsque vous avez une pression et une force adéquates librement disponibles pour harnacher, vous ne voudriez pas la gaspiller en utilisant un concept inefficace et sous-estimé comme un piézoélectrique à cette fin.

Utilisation du moteur ou du dynamo

L'utilisation d'un moteur ou d'une dynamo semble bonne pour l'application, mais ces gadgets nécessitent un démarrage avec des engrenages, ce qui peut le rendre très indésirable pour une mise en œuvre avec une chaussure en raison de la complexité et du bruit inutiles qui peuvent être générés pendant que le processus de marche lance la machine.

Une méthode alternative et faisable pour générer de l'électricité à partir de nos chaussures pourrait être d'utiliser un petit solénoïde, comme le montre l'image suivante:

Courtoisie d'image: https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/3/2/2/11015-04.jpg

La figure ci-dessus montre un petit solénoïde à ressort de 5 V qui semble être le bon choix pour notre application de générateur de chaussures proposée.

Utilisation d'un solénoïde

Étant donné que le solénoïde est spécifié pour fonctionner avec une entrée 5 V à 1 ampère, nous pouvons supposer presque la même quantité de puissance sur ses fils lorsqu'il est soumis à une force mécanique de poussée et de traction.Les bons paramètres qui peuvent parfaitement convenir pour charger une batterie de téléphone portable .

Un gros avantage de l'utilisation de ces solénoïdes est qu'ils ont un mécanisme d'arbre à ressort, ce qui signifie que la seule force efficace requise pour générer de l'électricité par l'unité est la force gravitationnelle, pendant que nos pieds sont au repos et lorsque les pieds sont levés. l'action du ressort du solénoïde complète l'action rendant le système extrêmement efficace.

Cependant, comme les solénoïdes utilisent normalement une tige de fer comme piston, nous ne pouvons pas nous attendre à ce que le système génère de l'électricité jusqu'à ce que cette barre soit d'abord transformée en un aimant, car seul un aimant en mouvement sera capable de générer de l'électricité lorsqu'il est déplacé à travers une bobine. de fil.

Cette modification peut être simplement mise en œuvre en attachant quelques aimants en néodyme au bord supérieur de la tige de solénoïde, comme illustré ci-dessous, cela transformera l'ensemble du plongeur en un aimant efficace, qui serait alors capable d'interagir avec la bobine du solénoïde pour produire de l'électricité, si vous avez une autre méthode efficace pour transformer la tige en un aimant permanent, vous pouvez l'utiliser pour produire une meilleure réponse des opérations.

Dans la section suivante, nous allons apprendre à générer de l'électricité à partir d'une chaussure en marchant et qui peut être utilisée pour charger une cellule Li-ion.

La configuration ci-dessus est présentée dans un format pictural pour montrer les détails de connexion concernant la façon de générer de l'électricité à partir de la chaussure, pratiquement tous les éléments devront être correctement dissimulés à l'intérieur d'une enceinte et fermement attachés avec le talon de la chaussure.

Sur la figure, on voit clairement comment le solénoïde doit être positionné au talon de la chaussure, de sorte que le solénoïde est soumis à une pression et une pression de relâchement sur sa tige pendant que l'utilisateur marche.

Chaque fois que l'arbre du solénoïde est tiré ou poussé, l'aimant associé à l'arbre à l'intérieur de l'unité interagit avec la bobine entourant l'aimant générant de l'électricité qui devient disponible à travers les fils de connexion du solénoïde.

Étant donné que le mouvement de va-et-vient de l'arbre du solénoïde est censé induire un courant alternatif en sortie, cela doit être redressé pour acquérir un courant continu, c'est pourquoi un redresseur en pont peut être vu connecté aux fils du solénoïde.

Le CC redressé peut désormais être utilisé pour charger une batterie Li-ion ou toute autre batterie pouvant être évaluée au niveau de tension spécifié.

Utilisation d'un mécanisme de lampe de poche à manivelle

Si vous trouvez que l'optimisation d'un mécanisme à solénoïde est difficile et ne produit pas suffisamment de courant, vous pouvez essayer un concept alternatif utilisant un mécanisme de lampe de poche à manivelle.

Les lampes de poche à manivelle, comme nous le savons tous, utilisent un mécanisme à moteur / engrenage à ressort dans lequel l'engrenage est actionné avec une force manuelle pour produire des rotations multiples rapides de la broche du moteur à l'aide de rapports de démultiplication calculés. Cette rotation forcée du moteur génère finalement l'électricité nécessaire à la charge connectée.

Le même principe peut être appliqué pour générer de l'électricité à partir d'une chaussure en installant de manière appropriée un petit mécanisme de lampe de poche à manivelle sur une chaussure et en câblant sa sortie avec une batterie, comme indiqué ci-dessous. Assurez-vous de retirer la section LED de l'unité et utilisez uniquement le mécanisme pour la charge prévue d'une batterie.

Attention: Le circuit n'inclut pas de protection contre les surcharges, ce qui peut être dangereux pour la batterie, de nos jours, les cellules Li-ion sont livrées avec des PCM internes ou des modules de circuit de protection qui assurent une sécurité totale des cellules contre la surcharge ou la décharge excessive ... Assurez-vous que la cellule Li-ion a ce module attaché afin que vous puissiez la charger en toute sécurité en utilisant le concept proposé de production d'électricité en marchant.